Bio-imprimer des cellules d’un patient pour guérir une plaie

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Bien que l’avènement des imprimantes 3D soit généralement considéré comme une révolution pour la fabrication d’objets, elles pourraient aussi avoir d’énormes avantages pour la médecine.

Une bio-imprimante pour guérir les plaies plus facilement

Pour aider à réparer les grandes plaies qui pourraient normalement nécessiter une greffe de peau, des chercheurs du Wake Forest Institute (WFIRM) ont mis au point une nouvelle bio-imprimante capable d’imprimer deux couches de peau d’un patient directement sur la plaie.

L’idée de la peau d’impression 3D est en développement depuis quelques années. En 2014, un prototype de machine capable d’imprimer de grandes feuilles de peau humaine, pouvant être découpé et greffé sur un patient, a été dévoilé. Au fil des années, cette technologie a évolué pour devenir des machines plus précises et finalement des dispositifs portatifs qui fonctionnent comme un distributeur de ruban adhésif pour la peau.

Cette nouvelle imprimante ressemble à un croisement entre ces deux dernières machines. Elle est beaucoup plus grosse qu’un périphérique portable, mais elle reste relativement portable en milieu hospitalier. Cette imprimante peut être déplacée au chevet d’un patient sous laquelle il s’allonge, la buse de l’imprimante se met alors à imprimer de la peau.

Comme les précédentes imprimantes, cette nouvelle machine utilise une « encre » composée des propres cellules du patient, afin de minimiser les risques de rejet. Tout d’abord, une petite biopsie de la peau saine est effectuée, à partir de laquelle deux types de cellules cutanées peuvent être isolés: les fibroblastes, les cellules qui aident à construire la structure pour guérir les blessures, et les kératinocytes, qui sont les cellules principales de la couche de peau la plus externe.

Un scanneur pour pour créer une image de la topologie de la plaie

Des quantités plus importantes de ces cellules sont développées à partir de l’échantillon de la biopsie, puis mélangées dans un hydrogel pour former l’encre. Mais elle diffère légèrement des autres; plutôt que d’appliquer simplement la nouvelle peau sur la blessure, cette nouvelle imprimante utilise d’abord un scanneur laser 3D pour créer une image de la topologie de la plaie. En utilisant cette image, l’appareil remplit ensuite de fibroblastes des parties les plus profondes, avant de déposer les kératinocytes par-dessus.

Cette technique imite la structure naturelle des cellules de la peau, permettant ainsi à la blessure de guérir plus rapidement. L’équipe a démontré qu’elle fonctionnait à l’aide de modèles de murins, en observant que la nouvelle peau commençait à se former du centre de la plaie. En particulier, cela ne fonctionnait que lorsque l’encre était fabriquée à partir des cellules du patient. Dans d’autres expériences, le tissu était rejeté par le corps.

« Si vous libérez les cellules du patient, elles contribuent activement à la cicatrisation des plaies en s’organisant pour que le processus de guérison commence plus rapidement », déclare James Yoo, coauteur de cette recherche. « Bien qu’il existe d’autres types de produits de traitement des plaies disponibles pour traiter les plaies et les aider à se cicatriser, ces produits ne contribuent pas réellement à la création de la peau. »

Des essais cliniques chez l’homme seront la prochaine étape

Les chercheurs disent que la prochaine étape sera la réalisation d’essais cliniques chez l’homme. À terme, ce nouveau dispositif pourrait être utilisé pour traiter les brûlés, les ulcères diabétiques et d’autres grandes plaies qui ont de la difficulté à guérir par eux-mêmes.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Scientific Reports.

Source : Wake Forest School of Medicine
Crédit photo sur Unsplash : rawpixel

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